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"Procédé de fabrication de carburants fluides."
La présente invention se rapporte à la technique de la production de matières de valeur à partir de matières premières carbonées solides, plus spécialement à la carbonisation de char bon, de coke, de tourbe, de sables goudronneux, de schiste et de matières similaires, aussi bien qu'à leur gazéification.
L'invention sera comprise amplement par l'examen du dessin et de la description y afférents.
Le dessin montre des vues semi-schématiques en éléva- tion, en coupe, d'appareils adaptés particulièrement, d'une part, à la réalisation du procédé de carbonisation de matières carburantes ou combustibles solides et, d'autre part, à la production d'un gaz de gazogène ou de gaz à l'eau.
La carbonisation la gazéification du charbon ont été pratiqu esdans le passé d'une façon tout à fait extensive et quelques-uns des procédés inventés permettent un fonctionne- ment continu. Cependant, d.ans la plupart des cas, les procé- dés impliquent le traitement du carburant solide en un lit ou couche profonde, et requièrent des moyens mécaniques incommo- des, tels que des transporteurs' à vis, un mécanisme de bras- sage, des grilles mobiles et des dispositifs similaires,qu'il est difficile de faire fonctionner efficacement aux tempéra- tures élevées requises, Dans le présent procédé, la matière solide est fournie et utilisée sous forme finement divisée, entraînée et suspendue dans un courant d'un agent gazeux et est carbonisée et gazéifiée ainsi en suspension, au lieu d'ê- tre traitée en une couche ou lit,
de la façon habituelle. De cette façon, on obtient de grands avantages pratiques.. L'ali- mentation en matière solide est accomplie et réglée beaucoup plus facilement et l'enlèvement des cendres peut être effectué sans difficultés. Le réglage de la température aussi bien que la rapidité des réactions, sont considérablement améliorés.
D'autres avantages apparaîtront également aux spécialistes.
La présente demande traite, généralement parlant de la carbonisation et de la gazéification des matières carbonées
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solides, finement divisées, scus la forme d'une suspension dense fluidifiée, dans laquelle ,ne partie des matières car- bonées est brûlée à l'aide d'un gaz contenant de l'oxygène pour fournir suffisamment de chaleur pour la réaction de carbonisation, et le résidu cokéfié est ensuite, converti en gaz carburant contenant de l'oxyde de carbone et de 1''hydrogène, à l'aide d'air et de vapeur d'eau.
Les produits de carbonisa- tion de ce procédé sont riches en produits de distillation liquéfiables, tandis que la phase de gazéification fournit pratiquement exclusivement du gaz carburant contenant de l'o- xyde de carbone et de l'hydrogène, tel que du gaz de gazogène ou du gaz , l'eau, comprenant des mélanges de gaz utiles dans la production d'hydrocarbures synthétique par conversion cata- lytique d'oxyde de carbone avec de l'hydrogène.
Le présent procédé fournit un moyen par lequel des produits de distillation liquéfiables et du gaz de gazogène peuvent être obtenus à partir de matières carbonées solides distillables, telle que le charbon, la tourbe, les sables goudronneux, le schiste et les matières similaires, avec des rendements optima de chaque catégorie de produit, et en quantités constantes, dans les conditions de réglage con- stantes d'un procédé continu. La nature et les avantages du procédé et la manière dont il est réalisé seront amplement compris, en étudiant la description suivante avec référence au dessin.
Dans le dessin, la fig.l est une vue semi-schématique en élévation, on coupe, d'un nppareil destiné à réaliser le présent procédé dans deux zones de réaction coopérantes, et indique l'écoulement ou sens du courant des matières.
La figure 2 est une vue similaire d'un appareil destiné à réaliser le présent procédé dans une seule zone de réaction.
En se référant à la fig.l du dessin, on voit que le numé ro 1 désigne une trémie alimentée en charbon ou en schiste finement divisé à la température ordinaire au moyen d'un transporteur à vis ou d'un autre transporteur 2. La trémie est pourvue d'un dessus fermé 3, et un "gaz d'aération", tel que l'air, la vapeur d'eau surchauffée, l'azote, l'anhydride carbonique ou les gaz de cheminée, est introduit dans le fond conique de la trémie par un tube 4.
La matière solide fine- ment divisée est entièrement dispersée dans le gaz, de façon à produire une suspension dense, et l'on dit que dans cet état, les solides sont à l'état "fluidifié" parce que la suspension ressemble à un fluide, en ce qu'elle coulera facilement à tra- vers des tuyaux, conduits ou autre équipement, et présente des charges (pressions en colonne) statiques et dynamiques.
Un séparateur de poussière 3' est incorporé dans la partie supérieure de la trémie, de façon qu'une partie du gaz de fluidification nuisse être relâchée par un tuyau d'échap- pement ou évent 5 et soit pratiquement exempte de poussière de charbon ou de schiste. Un tuyau vertical 6 conduit, du fond de la trémie vers le bas, un courant de charbon ou de schiste fluidifié, et le décharge sous la pression ou charge hydro- statique des solides fluidifiés, dans le tuyau 6, par la ca- nalisation 9, dans la chambre de carbonisation ayant la forme d'un cylindre vertical.
Le Joint de décharge se trouve situé avantageusement à environ un tiers ou à unemoitié de la distance de la base de l'appareil de réaction, et un gaz oxydant, tel que l'air et/ou l'oxygène est fourni par une
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soufflerie ou ventilateur soufflant 8. Les volumes d'air et/ ou d'oxygène sont soigneusement réglés, pour produire juste assez de chaleur par combustion, pour fournir celle requise pour la carbonisation de la matière carbonée. Il en résulte la production de produits de distillation de valeur, com- prenant des hydrocarbures liquides et gazeux de toutes les zones de points d'ébullition.
Il sera entendu qu'au moins une partie de la matière carbonée de départ finement divisée, au lieu d'être flui- difiée avant son introduction dans la chambre 7, peut être fournie directement à la chambre 7, sa,ns addition prélimi- naire d'un "gaz d'aération; par ex. au moyen d'un transpor- teur à vis 2' ou d'un équivalent, et être convertie en une masse fluid.ifiée des matières solides dans la chambre 7, à l'aide des réactifs gazeux et sous forme de vapeur, ainsi qu'avec les produits de réaction se trouvant dans la chambre 7 :
Dans la partie supérieure de la chambre de carbonisa- tion 7, un séparateur de poussière lo est prévu, 'de façon que les matières solides finement divisés, comprenant de la matière fraîche et cokéfiée, entraînées vers le haut dans le gaz, en sont séparés et renvoyés à la chambre de carbonisa- tion, et un produit de distillation propre, pratiquement exempt de poussière est évacué par le tuyau 11.
La partie in- férieure de la chambre de carbonisation 7 est étrécie en forme de cône ayant son sommet @ vers le bas, et un courant de solides fluidités cokéfiés est évacué par le tuyau 12 du sommet du cane. Une faible quantité d'air venant du compres- seur 8, ou d'autres vapeurs fluidifiantes peut être amen@e à la partie inférieure d.e ce tuyau 12, par le tuyau 12', afin de maintenir le solide dans un état entièrement fluidifié et per- mettre ainsi qu'il s'écoule librement du tuyau.
On comprendra que là matière solide contenue dans l'ap- ' pareil de réaction 7 est dispersée à travers les vapeurs et gaz de réaction, et que la distillation des constitants volatils est accomplie avec une rapidité extraordinaire, à cause de ltétat de fine division des particules solides n'ayant, pas réagi, venant dans l'appareil de réaction et par le fait qu'el sont dispersées à travers les espaces de réaction en contact intime avec les particules incandescentes très chaudes, à cause de l'agitation et de la mixtion réalisées dans le lit fluide.
Les produits vaporeux, produits par la carbonisation, sont enlevés de la chambre de carbonisation 7 au moyen du tuyau 11, passés à travers un condenseur 25, et delà envoyés à un récepteur 26. Les gaz non condensés, qui contiennent, ce- pendant, des produits légers condensables, sont envoyés du récepteur 26, par l'intermédiaire d'un tube 27 vers un laveur ou scrubber 28. Celui-ci est alimenté en huile de lavage en 29, et l'huile d'absorption riche est enlevée en 30. Les constituants dissous absorbés sont récupérés dans un appareil- lage qui n'est pas représenté et l'huile est remise en circu- lation. Le gaz est finalement évacué en 31.
Revenant maintenant à la canalisation de décharge du co- ke, 12, les solides fluidifiés, sont envoyés à la zone de mé- lange, 16, dans laquelle de la vapeur d'eau et/ou un gaz oxydant comme l'air et/ou l'oxygène, sont ajoutés et la masse fluidi- fiée des solides cokéfiés, ayant maintenant une densité quelque
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peu plus faible, est envoyée sous l'effet de la pression hydrostatique du contenu de la canalisation 12 à travers le tuyau 18, dans l'appareil de réaction des gaz 40, qui est de construction similaire à celle de la chambre de car- bonisation 7, comme cela est montré sur le dessin, de sorte que les solides entrent dans l'appareil de réaction 40 à l'état fluidifié.
Un mélange d'air et/ou d'oxygène avec de la vapeur d'eau est amené par la canalisation 41 à l'appa- reil de réaction 40. Les volumes d'air et/ou d'oxygène et de vapeur sont soigneusement réglés pour produire juste assez de chaleur par combustion, pour fournir celle nécessaire au soutien de la réaction entre le carbone de la matière coké- fiée et la vapeur d'eau, ce qui a pour résultat la produc- tion d'oxyde de carbone et d'hydrogène dans les proportions désirées.
On comprendra qu'à l'intérieur- de l'appareil de réactior 40, les solides sont maintenus dans le même état fluidifié que les solides dans la chambre 7. La conversion du carbone réactif s'effectue très rapidement à la haute température, qui est de l'ordre de 1400 à 1800 F., à cause de l'état fluidifié des solides cokéfiés finement divisés.
De la matière solide fluidifiée qui peut être pratique- ment exempte de carbone est évacuée par le tuyau 42 de l'ap- pareil de réaction 40. Une faible quantité d'air ou de vapeur d'eau peut être amenée à la partie inférieure du tuyau 42 par 42', pour permettre un écoulement libre du solide flui- difié du tuyau 42 et assurer une réaction plus complète de tout carbone restant dans la cendre. Une trémie b3 est' prévue pour recevoir la cendre de l'appareil de réaction 40 et pour échanger la chaleur par contact direct entre la cendre chaude et la vapeur d'eau et/ou de l'air ou de l'oxy- gène fourni par la canalisation 54. Les gaz, préchauffés en 53, sont retirés par la canalisation 55 et amenés par les cana- lisations 56 et 57 pour être employés dans le procédé.
Si l'on désire fabriquer un gaz à pouvoir calorifique plus élevé que celui obtenu ordinairement, un courant de gas- oil ou d'autres hydrocarbures peut être refoulé dans la cham- bre de gazéification 40, à peu près en son milieu, par le tuyau 43, et l'huile sera rapidement craquée sous forme d'hydrocarbure gazeux. De cette façon, la valeur calorifique du gaz peut être élevée à 500 UTB pied cube ou davantage.
Le gaz d'échappement est à haute température et peut être refroidi par passage par'un refroidisseur 44. Ce refroi- disseur est, utilement, pourvu d'une enveloppe ou chemise extérieure 45 munie des carneaux intérieurs 46, à travers les- quels passe le gaz. De l'eau est amenée par un tuyau 47 à l'enveloppe et de la vapeur d'eau est retirée par un tuyau 48 en quantité suffisante pour satisfaire aux exigences du procédé. Tout excès de vapeur d'eau est évacué par le tuyau 49 et utilisé suivant le besoin. Cependant, on peut employer d'autres agents de refroidissement, pour refroidir le gaz dans des dispositifs de refroidissement convenables.
.Le gaz refroidi peut maintenant être traité de n'im- porte quelle manière désirée, afin de le préparer à l'usage requis. Il peut être refoulé dans le fond d'un laveur à eau 50, et un mélange de goudron et d'eau est soutiré à la base.
On peut décanter du goudron de l'eau dans un vase de sédimen- tation 51, et le gaz peut être purifié davantage en 52 et
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être évacué par une tuyauterde pour être utilisé suivant/les besoins .
Pour le présent procédé, la matière de d.épart carbo- née solide est broyée finement avant la fluidification. Il est préférable, de réaliser une grosseur de grains plutôt uniforme, qui peut être de l'ordre de 1/2 à 1/4 pouce mais des faibles grosseurs, disons en dessous de 50 mailles, sont préférables puisque la fluidification est aisée et les sus- pensions sont plus uniformes. La vitesse des agents gazeux dans les chambres de carbonisation et de gazéification ?et 40, respectivement, est de nature à entraîner les particules solides et à les maintenir en suspension et non simplement en état de mouvement limité dans une couche ou un lit limités, comme ceux dont on a fait usage jusqu'à présent.
La. vitesse requise dépend de la densité et de la dimension des parti- cules, mais elle est ordinairement d'environ 1 à 3 pa pieds à la seconde pour de petites particules, plus petites que 50 mailles, et elle va jusqu'à 10 ou 20 pieds à la seconde pour les particules plus grandes allant jusqu'à 1/4 à 1/2 pouce.
Cette vitesse est suffisante pour entraîner et fluidifier effectivement.lesparticules, au lieu de leur donner simple- ment un mouvement sautant limité dans une couche ou lit bien d.éfinis.
Dans le présent procédé, la carbonisation et la gazé- ification peuvent être réalisés dans deux récipients 7 et 40, respectivement, dans lesquels le charbon et le coke fine- ment divisés sont dispersés à l'état fluidifié à travers l'espace de réaction..Comme cela est indiqué ci-dessus, le volume d'air et de vapeur d'eau sont réglés pour fournir la chaleur nécessaire aux réactions et la quantité de vapeur d'eau dans la zone de gazéification sera environ de 0,3 à 0,6 livres par livre de carbone de production de gaz. Le volume, de l'air sera d'environ 30 à 70 piedscubes par livre de ma- tière solide dans la zone de carbonisation et d'environ 40 à 50 pieds cubes par livre de carbone dans la zone de gazéification.
Ces chiffres varieront quelque peu,' suivant le type de matière carbonée employée, suivant que de l'huile est ajoutée ou non pour la carburation du gaz et suivant l'efficacité des divers moyens par lesquels de la chaleur est récupérée d.e la cendre et du gaz produit.. une faible quantité seulement de gaz est nécessaire pour fluidifier les solides et pour produire une suspension très dense, qui est susceptible, comme cela, a été mentionné ci-des-- sus, de s'écouler à travers les tuyaux, conduits et autre ap- pareillage comme le ferait un liquide. Si du gaz supplémenta,ire est ajouté à la suspension du charbon ou de coke, le seul ef- fet important est la diminution de la densité de la suspen- sion.
On profite de ce fait pour produire l'écoulement des courants fluidifiés à travers l'appareillage. Ainsi, la masse fluidifiée dans la trémie 1 est d'une densité considérablement plus grande que celle de la matière fluidifiée dans la chambre de réaction 7, et de la pression est engendrée par la hauteur de la colonne 6. De cette façon, il a été trouvé possible de faire passer le charbon fluidifié continûment de la trémie 1 par le tuyau 6 ét dans la chambre 7, sans faire usage de souffleries, ventilateurs ou de pompes agissant sur la matière contenant de la, poussière. De la même façon, le coke est con- tinûmentretiré par le tuyau 12 et transféré à l'appareil de réaction 40.
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L'appareil doit être construit pour résister aux températures élevées, mais la pression est partout basse et l'appareillage peut être garni intérieurement de briques réfractaires ou de carreaux résistant à la chaleur. Il a été trouvé que peu d'usure ou une usure nulle se produit lorsque la rapidité des courants fluidifiés ne dépasse pas 30 pieds à la seconde à travers les tuyaux les cana- lisations de connexion et les raccords ou garnitures, lors- que des coudes à court rayon sont évités.
Une caractéristique importante du procédé consiste dans le fait que les solides sont maintenus dans un état fluidifié partout dans l'appareil entier. Les niveaux des solides fluidifiés dans les chambres de carbonisation et de gazéification sont réglés afin d'assurer,un fonctionne- ment plus efficace que dans le cas où l'on emploi? qu'un lit ou couche du solide est employé. La fluidification amé- liore aussi fortempnt l'écoulement de la matière solide, ce qui donne au procéoé une base efficace et continue, De plus, les appareils mécaniques nécessaires aux procédés de gazé- ification continue antérieurs sont éliminés.
Les chambres 7 et 40 doivent être suffisamment gran- des et les températures suffisamment élevées pour provoquer une carbonisation et une réaction très rapides, pratique- ment immédiates dans les chambres. Le charbon et le coke entrant dans les chambres seront presque immédiatement con- vertis en donnant les produits désirés et de la cendre pra- tiquement exempte de carbone. A cause de rotation intense dans les chambres 7 et 40, les températures peuvent être réglées partout avec une précision extrême, et par consé- quent la matière retirée du tuyau 42 est pratiquement exempte de carbone.
Dans la carbonisation du charbon, de la tourbe, du lignite, du schiste ou des sables goudronneux pour laquelle il est désirable d'obtenir le plus grand ren- dement possible en produits normalement liquides, le résidu cokéfié entraînera ordinairement de 85% de carbone dans la matière solide pour le traitement du charbon à 10% pour le traitement du schiste et des sables huileux.
Il peut être désirable de produire du gaz de gazogène ou des produits de carbonisation en quantités prépondérantes, ou l'emploi d'un seul appareil de réaction peut être préfé- rable pour des raisons d'économie ou autres. Dans semblables cas, le procédé de l'invention peut être réalisé dans un ap- pareil du type illustré par le fig.2, cornue décrit ci-des- sous à titre d'exemple.
Dans le cas de la figure 2, du coke ou du charbon fine- ment divisé est amené, à la température ordinaire,dans la trémie 201 par une vis ou un autre transporteur 202. La tré- mie 201 est similaire quant à la construction et à son fonc- tionnement à la trémie 1 àe la fig.l, ayant une partie supé- rieure 203 fermée, un tuyau d'alimentation en gaz ou en va- peur d'eau surchauffée 204, un séparateur de poussière 203', un tuyau d'échappement de gaz 205 et un tuyau vertical 206, conduisant un courant de coke fluidifié ou de charbon du fond de la trémie 201, par la canalisation 209, à l'appareil de réaction 207, de construction et de fonctionnement simi- laire à ceux de l'appareil de réaction 7 de la fig.l.
L'air est fourni par une soufflerie 208 par la canalisation 208', et de la vapeur d'eau fortement chauffée par un tuyau 218.
Les volumes d'air et de vapeur d'eau sont soigneusement réglés pour produire juste assez de chaleur par combustion
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pour fournir celle requise pour la réaction désirée, c.-à d. soit une carbonisation ou la production d'oxyde de car- bone et d'hydrogène, ou les d.eux.
Un séparateur de poussière 210, contribue à la sépa- ration des solides finement divisés comprenant du charbon, du coke et de la cendre et à les renvoyer à l'appareil de réaction 207 de sorte que des produits de réaction gazéi- formes propres, pratiquement exempts de poussière, sont évacués par tuyau 211. ve la partie conique inférieure de l'appareil de réaction 207, un courant de solide fluidi- fié, qui peut être du coke ou des cendres pratiquement exemptes de carbone, est évacué par le tuyau 212. Une fai- ble quantité d'air ou d'un autre gaz fluidifiant venant du compresseur 208 est conduit par le tuyau 212' pour permet- tre un écoulement libre à partir du tuyau 212.
Si cela est désiré, des moyens peuvent être prévus pour récupérer de la chaleur de la cendre, d'une façon similaire à celle montrée en rapport avec la trémie 53 de la figure 1.
On comprendra que l'appareil de réaction 207 peut être utilisé soit cornue sone de carbonisation cornue cela est dé- crit en relation avec l'appareil de réaction 7 de la figure 1, soit comme zone de gazéification, comme cela est décrit en relation avec l'appareil de réaction 40 de la figure 1, ou de façon qu'il remplisse les deux fonctions. Lorsqu'on emploie du charbon comme matière de départ, il peut y avoir une phase initiale de carbonisation de charbon dans laquelle les parties volatiles, distillables sont libérées, laissant un résidu cokéfié. On peut alors faire réagir de l'air ou de la vapeur d'eau sur la fraction volatile du carbone,'afin de produire des oxydes de carbone et de l'hydrogène.
Cepen- dant, le gharbon peut également être mis directement en réaction avec la vapeur d'eau et un gaz oxydant pour produire le gaz carburant désiré. '
Une matière hydrocarbonée, telle que le gas-oil peut être fournie par le tuyau 213, afin d'augmenter la valeur ca- lorifique des produits.
Si la gazéification à des températures d'environ 1100 à 1800 F est la réaction principale dans l'appareil de réae- tion 207, le.gaz d'é- chappement qui est à une haute température peut être envoyé à travers un système de récupération de gaz, comprenant le re- froidisseur 214, pourvu d'une enveloppe 215 extérieure compre- nant des carneaux intérieurs 216, le tuyau d'alimentation en eau 217 et des tuyaux d'échappement de vapeur d'eau 218 et 219. Un laveur à eau 220 pour la séparation du goudron et de l'eau, un récipient de dépôt d'eau 221 et un purificateur de gaz 222 peuvent être disposés de la façon décrite en détail en relation avec la figure 1.
Si la réaction principale dans l'appareil de réaction 207 consiste à carboniser ou à distiller du charbon, des schistes,et d'autres matières combustibles solides, la tem- pérature est plus basse, de l'ordre de 700 à 1200 F., et la vapeur d'eau qui est pratiquement inerte dans ces conditions, peut être omise ou être remplacée par d'autres gaz inertes, tels que l'azote , l'anhydride carbonique ou le gaz de fumée.
Dans ce cas, les produits vaporeux, produits par la carboni- sation sont enlevés de l'appareil de réaction 207, aumoyen d'un tuyau 211, la soupape 211 b est fermée et le courant est dévié par la soupape 211 a, à travers le tuyau 224, vers
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le condenseur 225 et le récepteur 226.
Les produits non condensés sont récupérés dans le laveur 228,. comme c'est décrit à propos de la figure 1.
Comme cela est indique ci-dessus, les *volumesd'air et de vapeur d'eau sont réglés de façon à fournir la chaleur pour la réaction et la quantité de vapeur variera de 0,3à 0,6 livres par livre de carbone pour la production du gaz; le volume d'air variera d'environ 30 à 70 pieds cubes par livre de carbone. Ces chiffres varieront, suivant le type de réaction, le type de charbon ou de coke employé, suivant que de l'huile est ou non ajoutée pour la carburation du gaz et suivant l'efficacité des divers moyens par lesquels la cha- leur est récupérée de la cendre et du gaz produit.
De la matière solide, finement divisée peut également être fournie directement à l'appareil de réaction 207 par l'intermédiaire d'un transporteur à vis 202' ou d'un dispo- sitif similaire.
Les exemples suivants sont donnés en vue d'illustrer l'invention d'une façon plus détaillée; ilsne peuvent pas être interprétés comme limitant la présente invention en quoi que ce soit.
Exemple 1
Comme exemple du fonctionnement du procédé, on peut considérer ce qui suit.
Un charbon de la composition suivante est employé.
Carbone 0,76 Hydrogène 5,4 % Soupe 1, 5 % Oxygène b,8 % Azote 1,5 % Cendre 9,8 %
Humidité 4,00 % et 50 pieds cubes d'air sont employés dans la carbonisation pour chaque livre de charbon employée. Environ 0,2 livres de produits de carbonisation volatils sont récupérés par livre de charbon.
La composition de ces produits est la suivante: uaz de charbon pieds cubes/tonne de charbon 10.000 CO " " " n n @.060 H2 " " " " " 5. 100 C02 " " " " " 400 Huile et goudron gallons n " 12 Sulfate d'ammonium livres / " " 25
Le résidu solide de carbonisation contient environ 88% de carbone et après gazéification dans la chambre 40 avec 0,35 livres de vapeur d'eau et 3,5 livres d'air par livre de charbon, donne, par livrde charbon environ 60 pieds cubes de gaz, ayant la composition suivante
Vol. Vol. Vol.% Vol.% CO 40 C02 0, 5 H2 24,2 N2 35,3
Total 100,0 pieds cubes sans enrichissement 210
Exemple II.
Comme deuxième exemple, du schiste huileux fut broyé de façon que la grandeur maximum des particules était envi- ron de 1/4 pouce, tandis que 8 % passaient à travers un tamis à 60 mailles.
Le schiste fluidifié passa dans la chambre 7, alimen- tée également en air préchauffé et en vapeur d'eau employée comme gaz fluidifiant. Du schiste cokéfié fluidifié fut enle- vé du fond de la chambre 7 et de l'huile vaporisée et du gaz furent évacués de la partie supérieure, et la première fut condensée. Le schiste cokéfié fut gazéifié dans la cham-
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bre 40 avec de l'air et de la vapeur d'eau.
Dans cette opération, la température de réaction moyenne éta.it de 965 F, et celle dans la chambre 40 était d'environ 1700 F, tand.is que la pression était de 15,4 pouces carrés..Le schiste était introduit à l'allure de 240 pouces carrés de chambre de carbonisation par heure, tandis que les débits d'air étaient de 130 pieds cubes/ heure dans chaque -zone et le débit de vapeur dans la zone 40 d'environ 470 pieds cubes/heure, mesurés à 60 F. et à la pression normale. La vitesse superficielle dans les deux zones était d'environ 2,8 pieds seconde.
Dans cet expérience, 2320 pieds cube de gaz hydrocar- buré furent obtenus par tonne de schiste, soit 6,7 % en poids, 'essence ou ga.zoline fournie 0,53 bbls. par tonne de schiste, soit 7,4 %, tandis que le rendement en huile plus lourde fut de 203 bbls. par tonne soit 33,9 % en poids.
La partie inflammable du gaz avait un poids spéci- fique de 0,759 par rapport à l'air et avait la composition suivante :
H2 2,6 % C2H6 24,3 %
CH4 31,6 % C3H8 17,9 % C4H10 23,6 %
L'huile solide convenait comme carburant de soute en tenant compte de l'examen suivant Poids spécifique American Petr.In. 17,0 Point d'éclair P.M. 310 F Inflammation C.O.C. 353 Résidu de carbone 8,7% Déversememt A.S.T.M. +40 B.S. et W. Vol. 0,8 % Cendres 0,6% Soufre 0,48% Viscosité - furol 122 F 48,2
L'essence contenait
I.B.P. 186 F % 212 F.
% 302 F. 30
392 F. 78 F.B.P. 442
S 0, 342
Le .coke contenait 30,23 % C et 2,14% H
Dans d'autres traitements de matières similaires, dans des conditions similaires, le rendement en huile lourde fut élevé à 2,62 bbls tone de schiste soit 43,1 % sous forme de gaz réduit à 1620 pieds cubes/ tonne soit 9,3% en poids.
La. gazéification du coke dans la chambre 40 fournit, par livre de schiste fournie, environ 21 pieds cubes de gaz ayant la composition suivante vol. % CO .................. 38 C02 2 H2 .................. 20 N2 40 Pouvoir calorifique 185 UTB/pieds cubes .Exemple III
Environ 0,5 livres de vapeur d'eau et 4,3 pieds, cubes d'air furent employés dans la gazéification pour chaque livre de charbon employé. La composition du gaz produit fut la suivante.
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CO2 6,00 CO 23,48 H2 15,16 CH4 3,27 H2S 0,23 , N2 51,86 UTB/pieds cubes à 60 F. 156 chaque fois que l'usage d'air ou d'oxygène est suggé- ré dans la description précédente, il doit êtren entendu que l'oxygène sera employé de préférence dans tous les cas dans lesquels des produits exempts de gaz inertes, tels que l'a- zote sont désirés.
Il doit être entendu que l'invention est applicable à la production de gaz hydrocarbures, carburants de moteurs, huiles carburantes et lubrifiantes aussi bien qu'aux gaz car- burants contenant de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène, tels que du gaz de gazogène, du gaz à l'eau ou du gaz pauvre, y compris des mélanges de gaz utiles pour la synthèse d'hy - drocarbures à partir de n'importe quel genre de matière car- bonée solide contenant des constituants volatilisables, telle quele charbon, le lignite, la tourbe, les sables goudron- neux, le schiste huileux et les matières similaires. Les produits hyàrocarburés et les gaz carburants sont tous deux obtenus en rendements optima en un courant continu des deux types de produits dans des conditions de réaction pratiquement constantes.
REVENDICATIONS.
1. Un procédé perfectionnépour convertir des matières carbonées solides en carburants ou combustibles fluides, qui comprend l'adduction continue d'un courant de matière carbo- née finement divisée dans une zonede réaction verticale, le maintien',du solide dans cette à l'état fluidifié, dispersé dans un courant ascendant de gaz, la fourniture d'un gaz oxydant à la zone de réaction en quantité suffisante pour fournir de la chaleur par combustion d'une partie de la ma- tière carbonée, l'enlèvement des produits combustibles flui- des de la zone de réaction, l'enlèvement des produits de ré- action solides carbonés de la zone de réaction et la mise en réaction d'au moins une partie des produits de réaction car- bones solides dans une deuxième zone de réaction,
avec de la vapeur d'eau afin de produire des oxydes de carbone et de l'hydrogène.